フラストゥール

被殻は、硬くて多孔質の珪藻類の細胞壁または外層です。被殻は、珪酸からできたシリカのみでほぼ構成されており、珪藻類に関する初期の文献では植物の細胞壁に最も一般的に見られる繊維であるペクチンと呼ばれていた有機物質の層で覆われています。^{[1] [2]}この層は実際には数種類の多糖類で構成されています。^[3]

殻の構造は通常、莢膜（またはより非公式には弁）と呼ばれる 2 つの重なり合った部分で構成されています。2 つの莢膜の接合部は、それらをまとめるシリカの帯（ガードル バンド）によって支えられています。この重なりにより、内部にいくらかの拡張スペースが確保され、生殖プロセスに不可欠です。殻には、楯状孔やスリットと呼ばれる多くの孔があり、珪藻が廃棄物の除去や粘液の分泌などのプロセスのために外部環境にアクセスできるようにします。

殻の微細構造分析により、孔の大きさ、形状、容積は様々であることがわかりました。孔の大部分は開いており、不純物は含まれていません。ナノ孔の寸法は250～600 nmの範囲です。^{[4] [5] [6]}

被殻は通常、形は同じだがサイズがわずかに異なる 2 つの莢膜から構成されます。少し小さい莢膜の縁は、大きい莢膜の対応する縁の内側にわずかに収まります。この重なり合う領域はシリカのガードル バンドで補強され、自然な「伸縮ジョイント」を構成します。大きい莢膜は通常「上部」と考えられ、上莢膜と呼ばれます。小さい莢膜は通常「下部」と考えられ、下莢膜と呼ばれます。^[1]珪藻が分裂すると、それぞれの娘細胞は元の被殻の莢膜を 1 つ保持し、新しい莢膜を 1 つ生成します。つまり、一方の娘細胞は親細胞 (上莢膜と新しい下莢膜) と同じサイズですが、もう一方の娘細胞では古い下莢膜が上莢膜になり、新しい少し小さい下莢膜とともに小さな細胞を構成します。

珪藻類のいくつかの属は、殻の内面に隆起を発達させ、それが内部の空洞にまで伸びる。隆起は一般に擬隔壁（複数形は擬似隔壁）と呼ばれる。^[7] Aulacoseiraceae 科では、隆起はより具体的にはリングレイストまたはリングレイステと呼ばれる。^[8]

珪藻が死んで有機物が分解すると、殻は水環境の底に沈みます。この残留物は珪藻土または「珪藻土」と呼ばれ、フィルター、ミネラル充填剤、機械的殺虫剤、断熱材、固化防止剤、微細研磨剤などとして商業的に使用されています。^[9] また、蝶の鱗などの他の細胞とともに、珪藻殻とその特性を光学分野で利用する研究も行われています。^[2]

珪藻が分離する準備をするとき、新しい下層または新しい上層の生成を開始するためにいくつかのプロセスを経る。各細胞が完全に分離すると、同様の保護と殻の生成を継続する能力が得られる。^[10]

簡潔かつ極めて単純化したバージョンは次のように説明できる。^[10]

1. 有糸分裂の後、親細胞内に 2 つの娘細胞が形成され、各娘細胞の核は新しい下層が形成される珪藻の側面に移動します。
2. 微小管中心は核と細胞膜の間に位置し、その上に新しい下層が配置されます。
3. シリカ沈着小胞と呼ばれる小胞が、細胞膜と微小管の中心の間に形成されます。これがパターンの中心を形成し、シリカ沈着はその点から外側に進み、細胞の片側に沿って巨大な小胞を形成します。
4. シリカ、タンパク質、多糖類の標的輸送により、シリカ沈着小胞内に新しい弁が形成されます。形成後、弁はシリカ沈着小胞膜（シリカレンマ）と細胞膜の融合によりエキソサイトーシスされます。
5. 娘細胞は完全に分離し、シリカ膜の内面が新しい細胞膜になります。
6. 分離後、娘細胞はガードルバンドを生成し、細胞が細胞分裂の軸に沿って一方向に拡大できるようにします。

• ブリタニカのFrustule
• astrographics.com の珪藻の殻
• 自然界の幾何学とパターン 1: ヨハン・ギエリスのスーパーフォーミュラで珪藻類の殻の形状を探る、クリスティーナ・ブロディ (イギリス)

• microscopy-uk.org.uk でミニチュアの世界を探索
• スーパー楕円とスーパー楕円体、コンピュータ支援設計のための幾何学的プリミティブ、ポール バーク著、1990 年 1 月
• スーパーシェイプス（スーパーフォーミュラ）ポール・バーク著、2002年3月